工程师说 | DALI照明控制：面向未来绿色建筑的可持续解决方案

 

 

在地球变暖和能源问题持续发展的情况下，提高能源效率并注重人们的健康和舒适性的可持续发展的绿色建筑变得至关重要，而节能且智能的照明系统DALI是实现这一目标的关键。本文将为您深入解说DALI。

 

Li Junyi

Staff Application Engineer

 

 

DALI是什么

 

DALI是一种面向照明的通信标准，能够接受来自传感器和开关的信号，并能够单独控制每个照明设备。那么，让我们来看看与传统通信方式相比，DALI有何优势。

 

传统通信方式

 

传统的照明控制主要使用PWM或模拟电压信号进行控制，通常是以组为单位进行控制。因为是统一控制某一区域的照明，所以很难单独控制每个照明设备（比如窗户旁的照明设备和走廊的照明设备），这给实现利用外部光源进行节能控制带来了挑战。此外，控制设备无法接收照明设备的状态或错误信息，维护起来也很麻烦。虽然一些系统采用独有方式进行单独控制，但不同制造商之间不能进行通信和控制。当建筑业主和设计公司在选择照明设备时，考虑到设计和性能，照明产品的选择范围很有限。

 

DALI

 

DALI（Digital Addressable Lighting Interface）使用数字信号，为每个设备分配地址，并采用双向通信方式。这不仅允许单独控制每个照明设备，而且控制设备也能了解照明设备的状态。这样便可以准确掌握传感器和照明设备的状态而进行更详细的控制。此外，DALI是一种开放标准，因此可以在不同制造商的产品之间进行通信和控制。这为建筑业主和设计公司提供了更多选择，消除了传统通信方式的限制。

 

 

通过DALI的数字控制，可以自由调节照明的亮度和颜色，为提高能源效率和实现舒适的照明环境做出了很大的帮助。此外，由于DALI具有高度的互操作性，可以与开关或传感器等各种输入设备协同工作，进行更高级的照明控制，进一步优化建筑物的照明环境。例如，通过使用人体传感器检测人的存在与否，只在有人的地方开灯。

 

DALI所具有的可能性

 

DALI因其灵活的照明控制和高能效而被认为是实现可持续社会的一种解决方案，尤其是对于绿色建筑的发展，是一项不可或缺的技术。

 

通过使用DALI，可以在需要时仅将建筑内的照明调节到所需的亮度，例如在外部光线十分充足的情况下调低建筑内的照明亮度。这大大减少了不必要的电力消耗，并显著提高了能源效率。结果是，可以降低整个建筑的CO₂排放量，从而有助于减缓全球变暖。此外，使用DALI进行照明控制还可以提高人们的舒适性和生产力。例如，通过根据一天中的不同时间段改变照明的颜色，可以支持人们的生物节律，以此提高环境的舒适度。

 

目前，DALI无线通信标准的制定正在进行中，未来，设备的灵活性将得到极大提高，不再需要布线工作。这将大大减少安装的工作量，使更加自由的布局成为可能。

 

总的来说，DALI是实现未来绿色建筑的关键技术。通过瑞萨的DALI解决方案，可以更加简单、容易、快速地实现出色的DALI通信方式。

 

瑞萨的DALI解决方案

 

DALI是基于IEC62386国际标准的数字照明控制接口。IEC62386为各个部分（Part）设定了详细的规范要求，以应对照明控制的不同方面和功能。这使得整个照明系统的操作成为可能。在IEC62386的应用和推进中，一个叫做DiiA^¹的行业组织起着重要作用。瑞萨电子是首家成为DiiA成员和常规成员的半导体制造商，为了提供可靠性高的DALI解决方案，也是唯一使用官方测试器来验证协议栈的半导体制造商。

 

瑞萨的DALI-2^² Total Solution支持Control Gear（如照明设备）和Control Device（如路由器等主设备）两者，可以对IEC62386的主要部分进行产品开发。使用瑞萨的解决方案可以大大缩短产品开发过程中的协议栈和应用程序的开发时间。具体来说，使用此解决方案预计可将开发时间缩短约半年到1年。

 

Source: Standards - Digital Illumination Interface Alliance (dali-alliance.org)

 

Control Gear及其魅力

 

Control Gear在照明控制系统中扮演从属设备的角色。具体来说，它是用于控制照明设备本身，如LED照明和舞台灯光的设备。

 

瑞萨的DALI-2 Control Gear使用符合IEC62836-102标准的库。可以调整照明设备的操作，并根据各种照明环境的需求进行特定的控制。特别是，它还支持对LED照明和舞台灯光的特定要求，即207LED和209Tc。

 

此外，它使用了配备有DALI通信和数字电源外围功能的RL78/I1A。RL78/I1A集成了可编程增益放大器（PGA）、高速比较器（CMP）等高级模拟功能，可以减少CPU负载和代码大小，从而降低总体成本。这对于希望开发高效和经济的照明控制系统的开发人员来说是非常有吸引力的特点。

 

为了确保可靠性，该堆栈已通过官方DALI测试器进行测试。这确保了Control Gear能够按计划工作，并将出现意料外的问题的可能性降到最低。

 

Control Device及其魅力

 

Control Device扮演着主控设备的角色。在照明控制系统中，它主要负责控制信号的发送和接收，并根据需要操作照明设备（Control Gear）。

 

瑞萨的DALI-2 Control Device使用RL78/G23。此输入设备支持抗噪音的触摸功能，与机械式开关相比，设计的自由度更高，能够实现外观上更好看的开关。另外，通过SMS（Snooze Mode Sequencer）^³功能进行DALI传输和操作，通过减少CPU负载和定时器数量来实现高效的DALI功能。这使得用户能够获得无缝和高质量的照明控制体验。

 

通过FreeRTOS和DALI应用控制器库（符合IEC62386-103标准）还支持云环境。这使得可以远程管理照明控制。可以通过Web（AWS）、PC（GUI）和开关三种方式进行，可以根据场景和用户偏好进行选择。

 

此外，还支持用户认证和OTA（Over The Air）更新，提高了安全性和便利性。考虑到未来的扩展，还配备了支持32位以上专有帧的DALI驱动程序。这使得系统能够长期适应不断发展的照明控制需求。

 

我们相信，DALI解决方案在未来的可持续照明控制系统中将发挥重要作用。为了最大限度地利用其魅力和潜力，Control Gear和Control Device的集成和相互作用是至关重要的。此外，瑞萨的高可靠性解决方案具有在成本和效率之间取得平衡的能力，以满足不断变化的建筑需求。并且，作为DiiA的常规成员，瑞萨电子积极参与新标准的研究，并持续开发新的技术（栈比如无线），能够持续适应最新的照明控制要求。利用瑞萨的DALI解决方案，向实现未来的可持续和舒适的建筑迈出一步。点击文末阅读原文了解方案更多信息。

 

1. DiiA：Digital Illumination Interface Allianceの缩写，是一个行业组织，致力于推广和发展照明通信标准DALI。DiiA开发DALI的技术规范，并执行符合这些规范的产品认证计划。

2. DALI-2：DALI的改进版本，它扩展了DALI的功能，提高了通信可靠性和控制精度。

3. SMS：Snooze Mode Sequencer的缩写，是一种可以独立于CPU执行处理的功能。

 

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RL78/I1A

RL78/G23

 

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瑞萨电子 (TSE: 6723)

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原文标题：工程师说 | DALI照明控制：面向未来绿色建筑的可持续解决方案

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